C#逐渐生成唯一的安全随机字符串答案

【问题标题】：C# Generate unique secure random strings graduallyC#逐渐生成唯一的安全随机字符串
【发布时间】：2018-11-26 23:59:26
【问题描述】：

我想随机生成唯一且安全的字符串，并且我想随着时间的推移去做。我想为我的使用选择尽可能短的长度（足够大，以至于随机尝试很有可能失败）。我也希望这个过程很快。使用下面的代码并测试它的唯一性，重复发生的时间比我预期的要早。不知道有没有问题。

P.S.：使用池来生成数字是否安全？

P.P.S：我不想在字母表中添加“-”和“_”。值得去掉吗？

string Alphabet = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789-_";
string Random(int length,string alphabet)
    {
        StringBuilder result = new StringBuilder();
        using (RNGCryptoServiceProvider rng = new RNGCryptoServiceProvider())
        {
            for (int i = 0; i < length; i++)
            {
                byte[] buffer = new byte[sizeof(uint)];
                rng.GetBytes(buffer);
                uint num = BitConverter.ToUInt32(buffer, 0);
                result.Append(alphabet[(int)(num % (uint)alphabet.Length)]);
            }
        }

        return result.ToString();
    }

【问题讨论】：

Random number generator only generating one random number的可能重复
也许对您的代码运行拼写检查可能会有所帮助。看了一下，代码根本不会运行。
duplicates occur sooner than I expected. 你什么时候期待他们的？它们是什么时候发生的？
这感觉像是一个 XY 问题 - meta.stackexchange.com/questions/66377/what-is-the-xy-problem。 为什么你想这样做？
“短”和“安全”是通常不能很好地结合在一起的两件事。任何足够短的东西也可以很容易地被暴力破解和/或预测。更重要的是，您不希望通过具有难以猜测的名称来确保事物的安全，您希望通过根本无法访问它们来确保它们的安全。如果您使用 16 个随机字节并将它们转换为 32 个字符的十六进制字符串并完成它，您将拥有 128 位的随机性。这当然足以防止碰撞。 Guid.NewGuid() 也是如此，尽管这在密码学上并不安全。

标签： c# random unique

【解决方案1】：

一般来说，在您的Alphabet 中，每个字符都有 6 位“信息”（有 64 个字符）。所以长度 = 10 的字符串有 60 位信息。对于 sqrt(2^60) 之后的birthday paradox，即 2^30，您应该有 0.5 的可能性（50%）发生碰撞。 2^30 相当大，但如果字符数较少，那么碰撞会更早发生。

请注意，可以在您的代码中进行可能的优化（预先分配 StringBuilder 的“正确”长度）并且存在错误：

public const string BaseAlphabet = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789-_";

public static string Random(int length, string alphabet = BaseAlphabet)
{
    StringBuilder result = new StringBuilder(length);
    uint maxValue = (uint)((((ulong)uint.MaxValue) + 1) / (uint)alphabet.Length * (uint)alphabet.Length);

    using (RNGCryptoServiceProvider rng = new RNGCryptoServiceProvider())
    {
        for (int i = 0; i < length; i++)
        {
            uint num;

            do
            {
                byte[] buffer = new byte[sizeof(uint)];
                rng.GetBytes(buffer);
                num = BitConverter.ToUInt32(buffer, 0);
            }
            while (num >= maxValue);

            result.Append(alphabet[(int)(num % (uint)alphabet.Length)]);
        }
    }

    return result.ToString();
}

在您编写的代码中，某些字符可能比其他字符更有可能出现。这是因为如果 (uint.MaxValue + 1)（由 rng 生成的可能数字的整个范围）不能被 alphabet.Length 完全整除，那么 alphabet 末尾的字符比开头的字符更不可能。

【讨论】：